"Návrat světla": popis tvorby 3D scény - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

Navigace:  » Úvodní stránka  » 3D grafika  

10. července 2007, 00.00 | Tak jako na skaliskách opuštěný maják čelí moři a čeká na svého správce, tak v dalekém temném kraji je starý mlýn, který již dlouhou dobu neotočil svými mohutnými lopatkami. Roky nesemlel jediné stéblo trávy. Z kraje se vytratil život. Uprostřed temných bažin stojí na vysokém pahorku němý čekatel. V nedaleké vesnici už žije jen hrstka lidí, kteří také čekají na návrat. Návrat světla ... Tato scéna je můj osobní projekt. V následujícím článku vás chci seznámit s přípravou a tvorbou této scény, technikami, zákulisím tvorby etc.

Tato scéna je můj osobní projekt. Po delší době jsem se k ní vrátil, abych ji dokončil. Ideu scény jsem vymyslel přibližně před půl rokem, kdy jsem vytvořil základní model mlýnu a několik skic. Kvůli času a práci jsem neměl na scénu čas. K její tvorbě jsem se vrátil až v květnu tohoto roku. Podle mého odhadu mě scéna celkově zabrala necelé dva měsíce (normální) práce. V následujících řádkách vás chci seznámit s přípravou a tvorbou scény, použitými technikami, zákulisím tvorby atd.

Začněme tedy pěkně od začátku.

1. Inspirace

Před skicováním scény jsem neměl přímo fotografické reference, podle kterých bych se striktně řídil. Snažil jsem se tvořit design volně podle fantazie a vzpomínat na různá místa, která jsem navštívil. Občas se vydávám s kamarády na pěší a cyklistické výlety a také fotím. Mám velmi rád obrazy přírody a prostředí v kontrastech. Zapřemýšlel jsem se a pospojoval několik dominantních motivů různých míst.

Na mysl mě přišel obraz obřího skalního masivu, po kterém vede krkolomná cesta se schodištěm. Podobnou scénu jsem viděl v německém lázeňském městečku Oybin, které je nedaleko hranic (viz fotografie – zde i dále klikněte na obrázek, chcete-li si jej prohlédnout ve vyšším rozlišení).

Dále jsem přemýšlel o prostředí. Myslel jsem, že by mohlo být zajímavé umístit obří skálu paradoxně do nestálých bažin. Přes bažiny by vedly dřevěné chodníky a mola. Inspiroval jsem se bažinami a rašeliništi v Jizerských horách. Rašeliniště tvoří malé tůňky a okolo bohatě rostou bahenní trávy. V Jizerských horách a okolí jsou také běžné různé dřevěné chodníky či mrtvé bizarně rostlé stromy.

Na skále jsem původně uvažoval o věži se spirálově tvořeným ochozem a schodištěm. Nakonec mě napadlo, že více než věž by mohl být zajímavý větrný mlýn, který je ještě více dominantní a symbolický. Přemýšlel jsem nad opuštěným a zničeným obydlím mlynáře. Dále nad umístěním vodního mlýnu. Mlýn poháněný vodou, která pramení ve skále.

Chtěl jsem, aby příběh scény byla alegorie. Napadlo mne propojení dvou motivů. Mlýnu a muže (mlynáře), který se vrací z cesty. Mlýn, který je blízko nedaleké vesnice, je opuštěný, uprostřed temných bažin. Muž se vrací zpět domů, do vesnice, do mlýna. V ruce drží symbolické světlo. Název „Návrat světla“ vznikl až po dokončení scény.

Začal jsem skicovat.

2. Koncept - design

Za hlavní a nejzásadnější část tvorby považuji zamyšlení nad kompozicí, designem, rozložením práce a chronologií postupu tvorby. Kreativní tvorba konceptu je nejvolnější a nejpřirozenější část tvorby. Malování skic a rozkreslování modelů scény je podle mne nejdůležitější část tvorby 3D.

Krátce po zamyšlení jsem se pustil do jednoduchého nákresu scény. Ve Photoshopu jsem si nakreslil jednoduše kompozici bez postavy. Design mlýnu je spirálovitá věž s ochozem a schodištěm. U designu lopatek větrného mlýnu jsem se inspiroval netopýry.

Poté jsem kreslil různé studie objektů. Zvlášť jsem se zaměřil na stromy.

Chtěl jsem také vytvořit vybarvenou verzi skici. Nakonec jsem se rozhodl část konceptu použít pro mattepainting.

3. Malba pozadí

V této scéně jsem použil jednoduchou verzi 3D mattepaintingu. Mattepainting má výhodu, že může vycházet přímo ze skici, a je tak propojen s původním konceptem. 3D mattepainting je oblast, na kterou se specializuji, jedná se o nejoblíbenější oblast mojí tvorby. V této scéně byl použit jen malý zlomek možností dané technologie. Zvolil jsem čistě malovaný vzhled bez fotomateriálů.

Je trochu nezvyklé začínat mattepaintingem. Většinou jsem zvyklí mattepainting 3D scény tvořit až nakonec. V této scéně mě to ale vyhovovalo. Tvořil jsem mattepainting metodu 3D camera mapingu. Jedná se o projekci 2D obrazu na 3D geometrii, obdobně jako projektor promítá obraz. Nejdříve jsem tedy namaloval 2D obraz pohoří ve Photoshopu, a to – kvůli dalšímu použití – v širokoúhlém formátu.

Na této jednoduché ilustraci můžete vidět princip camera mapingu.

Vymodeloval jsem podle obrázku jednoduchou geometrii. Kamerou jsem promítl obrázek hor na 3D geometrii. Matte se skládá pouze ze čtyř vrstev: 1.vrstva – kopce, zřícenina, vesnice. 2. vrstva – mraky nad horským hřebenem. 3. vrstva – horský hřeben. 4. vrstva – hory v pozadí.

4. Modelování

Pokud máte vytvořené dostatečné podklady, koncepty, tak je modelování jen řemeslo. Při tvorbě musím minimálně přemýšlet nad technikou a pouze řeším design a detaily. Řekl bych, že se jedná o automaticky kreativní část tvorby. Mám rád, když vzniká nový design „na zelené louce“ od počátku …

Snažil jsem se příliš neplýtvat polygony. Některé objekty jsem modeloval v lowpoly a po té sculpturoval v Zbrushi (viz níže). Modelování objektů a scény by se dalo rozdělit do sedmi částí.

První část byla tvorba „mlýnského kopce“. Modelování větrného mlýnu a skalního masivu. U masivu jsem si dával záležet na členitosti. Nejdříve jsem modeloval cestu a schody stoupající k mlýnu. Vedle mlýnu se nachází kamenný lom. Na levé straně skály jsem vytvořil koryto pro budoucí potok, který pramení ve skále. Toto koryto je tvořeno vodními konstrukcemi a dřevěnými akvadukty.

Druhá část sestávala z modelování staveb. Obydlí mlynáře, vodní mlýn, chýše, chodníky. Zvláště u staveb a geometrických objektů jsem velmi používal n-gonové polygony, kvůli lepší přehlednosti a přípravě na rozmapování v Bodypaintu. Abych ušetřil polygony, tak jsem k některým objektům přistupoval podle vzdálenosti od kamery. Například dřevěné chodníky jsou blíže ke kameře detailnější. Modeloval jsem třísky, praskliny, štěrbiny. Dále od kamery jsou již jednodušší. Viz obrazová ukázka

Třetí část se zaměřila na tvorbu terénu. V terénu jsem tvořil malé tůňky a počítal s kompozicí. Kde všude bude voda, stromy a padlé kmeny, kořeny apod. Terén jsem dále sculptoval. Ale to předbíhám.

Ve čtvrté části jsem tvořil stromy, padlé kmeny. Ke stromům jsem přistupoval jako k charakteru. Vytvořil jsem 6 druhů stromů, které jsem modeloval přesně na místo ve scéně. Tak, aby kořeny kopírovaly sculptovaný terén. V popředí jsem vytvořil dominantní vykotlaný strom. Všechny stromy jsem dále sculptoval v Zbrushi. Tvořil jsem více druhů kvůli různorodosti: může mluvit o tvorbě na způsob stavebnice.

Pátá část zahrnovala tvorbu rostlin a trávy. Vytvořil jsem deset druhů rostlin (doutníky, lekníny, pampelišky, různé druhy trav, mechy, thylancie, ..). Na porosty klasické trávy (bahenní tráva, velké drny trávy) jsem použil plugin Hair Department. Tvorba trávy pomocí tohoto pluginu je velmi snadná, díky němu je tráva animovaná.

Šestá část se zaměřila na modelování drobností (kameny, kořeny, apod.). Tyto detaily jsem už doplňoval jen náhodně, abych vyplnil kompozici o další drobné detaily. Pro tvorbu těchto drobných detailů jsem už pochopitelně nepoužíval skici.

Sedmá část – zahrnuje modelování postavy mnicha. U některých objektů jsem se snažil tvořit zjednodušujícím způsobem, což se týkalo právě této postavy. Detaily, jako prsty či vrásky, jsem jednoduše vynechal. Nakonec jsem se vyhnul i jeho sculptování v Zbrushi. Pózu jsem vytvořil pomocí kostí. Mnich ve finální kompozici tvoří velmi důležitou část příběhu scény. Zvolil jsem křečovitý postoj staré postavy. Teatrálním způsobem dává mnich najevo své rozpoložení.

Kromě postavy mnicha jsem modeloval přímo v prostředí kompozici, tak, aby modely co nejlépe „seděly“ do scény. V modelování jsem používal klasické nástroje poly-modelingu v Cinemě . Některé objekty jsem modeloval z primitiv. Další od bodů přes polygony (poly to poly). Využíval jsem klasické nástroje jako bridge, knife, extrude, brush, Stitch and Sew apod. Další částí modelingu některých objektů bylo sculptování. Více můžete vidět ve výsledném videu.

5. Detaily – sochání

Pro více detailů některých objektů a ušetření polygonů jsem sculptoval v Zbrushi a exportoval normalmapy. Zbrush je filozofií i zpracováním umělecký program, který je pro tvorbu kreativních designů a organických tvarů neocenitelný. Sculpting je pro mne pochopitelně nejzábavnější částí modelingu a tvorby geometrie.

Midpoly modely jsem obohatil o další detaily. Zejména jsem se zaměřil na skály a stromy a také základní terén. Po dokončení scultptování v ZB jsem některé objekty exportoval s nižší segmentací a normalmapami zpět. Přes plugin Zmaper pak vyexportoval objektové normalmapy. Zde můžete vidět rozdíl před a po sculptování některých modelů.

6. Texturování

Texturování je oblast, která je časově nejvíce náročná. Za nejhorší část tvorby v 3D (v jakémkoliv programu) považuji rozmapovávání geometrie. Další část - malování a dokreslování detailů - je už věcí použitého software. Pro tvorbu textur jsem používal pouze interní modul Cinemy 4D – Bodypaint3D. Malba v BodyPaintu je koncepčně podobná jako sculptování v ZBrushi … - umělecká volnost tvorby …

V bodypaintu jsem rozmapoval geometrii. Používal jsem interaktivní rozmapovávání a také automatické módy. Nejdříve jsem maloval základní podkladovou barvu a poté nanášel fotografické textury. Mnoho polotovarů textur jsem použil ze serveru www.cg-textures.com. Další textury jsem nafotil. Zejména textury s alfa kanálem (větve stromů a listy kapradin). Tyto materiály jsem získal fotografováním v terénu proti bílému prostěradlu a tmavému kartonu (klíčovací pozadí). Pobyt v přírodě byla výborná součást tvorby této scény. Získal jsem tak mnoho fotografických referencí a inspirace i pro další práci.

Po nanesení fotografických textur jsem znovu maloval do textury, abych narušil její „fotografičnost“. V BodyPaintu jsem požíval různé druhy štětců. Některé jsem si speciálně pro tuto scénu vytvořil (například vrstvená tvorba mechu s barevností a bump). Maloval jsem také nástrojem na zesvětlování a ztmavování, čímž jsem narušoval fotografické textury. Při malování textury jsem občas využíval 3D zobrazení, kdy jsem například kreslil do tmavých koutů. Maloval - simuloval jsem tak AO efekt nebo stíny. Cílem bylo, aby textury nevypadaly synteticky, tudíž jsem se snažil vše narušit starou patinou (sešlé a oprýskané zdi, porosty mechů a lišejníků apod.).

V materiálech jsem používal klasické kanály : bump, specular, transparency, diffusion, luminance, reflection maps. Vše jsem dále maloval a upravoval přímo v BodyPaintu bez použití Photoshopu.

Samotné shadery jsem použil pouze na vodu a trávu. Ostatní textury jsou výhradně bitmapové s případnými shadery v kanálech (fresnel, specular, etc.). Shader vody je překvapivě animovaný shader voda. Procedurální textura trávy je několik shaderů sloučených přes layer. Například shader šum tvoří na trávě lesknoucí se kapičky rosy.

7. Svícení

U svícení scény jsem přemýšlel nad několika způsoby. Původně jsem uvažoval o použití klasických světel, které by byly uspořádány v soustavách tříbodových světel. Uvažoval jsem také o použití skyshaderu – nebe v Cinemě4D – pro tvorbu GI a svícení. Došel jsem k ideální kombinaci klasických světel, skyshaderu a použití ambient occlusion. Při jedné komerční zakázce jsem se ale setkal v praxi s velmi chytrým systémem od Pavla Zocha, který jsem se rozhodl nakonec použít a zjistil jsem, že jde o velmi elegantní řešení.

K hlavnímu svícení scény jsem se tedy rozhodl použít „SkyLight 1.1“ Pavla Zocha (PZDM). Skylight je systém svícení, který je založen na starém známem principu světelného dómu. Skylight je ale daleko komplexnější a inteligentnější. Více se můžete dozvědět na stránkách autora, kde je tento plugin volně ke stažení. Na obrázku můžete vidět domový systém světel, který je omezen ořezovými plochami, určující aktivní a neaktivní část světel. Toto je jedna z mnoha funkcí, které jsou integrovány v systému SkyLight.

K přisvícení určitých částí scény jsem použil světla v klasickém tříbodovém systému. Tyto jsem aplikoval přes kompoziční tag jen na určité objekty.

Další velmi důležitou částí „svícení“ byl Ambient Occlusion. AO jsem využil pro tvorbu sytějších a kontrastnějších stínu, zvýraznění štěrbin apod.

8. Atmosféra

Poslední částí tvorby scény byla tvorba atmosféry. Konkrétně nebe, plynné a částicové efekty apod. „Částicová atmosféra“ je také velmi důležitá součást scény. Narušuje umělost 3D obrazu a podporuje hloubku. Zejména plynné atmosféry vytváří hloubku prostředí a mlžný „dof“. Pohybující částečky ve scéně zas jakési měřítko vzdálenosti.

Nebe, mraky, slunce: Pro tvorbu nebe jsem použil SkyShader, který je součástí Advanced renderu. Díky jeho použití je nebe kompletně animované.

Plynná atmosféra: Pro tvorbu přízemní vodní mlhy a oblak jsem použil modul PyroCluster, jež je určený pro pyroklastické a plynné efekty. Vytvořil jsem několik částicových emitorů. Některé s kontinuální tvorbou částic (padající voda, postupující vodní mlha). Další s jednorázovou tvorbou částic (plující mraky).

Částice: Další detaily, které vytváří atmosféru, představují částice ve vzduchu. Vytvořil jsem jednoduché chmýří, které jsem pomocí emitorů vystřeloval do prostředí. Tekoucí vodu jsem napodobil modelem proudu vody s procedurálním animovaným materiálem.

Mezi částicovou animaci lze zahrnout i tvorbu ptactva. Využil jsem staršího modelu holuba, který má animovaná křídla. Křídla holubů jsem umístil do různých fází letu, aby se neopakovala. Poté jsem tyto modely vystřeloval do prostředí pomocí emitorů.

9. Výpočet – rendering

Nastavení renderingu a postefektů bylo poměrně jednoduché, ale chci poukázat na několik věcí, které se týkaly především ladění obrazu ve finální postprodukci. Využíval jsem modul Advanced Render. Nejpodstatnější věcí bylo nastavení multipass renderingu.

První věcí, o které jsem se již zmínil, je Ambient Occlusion. Použil jsem globální mód AO ve scéně. Některé objekty ve scéně (zejména s alpha materiály) jsem pomocí kompozičního tagu samozřejmě z AO vyloučil.

Postefekty, které nejvýrazněji ovlivňují vzhled scény, jsou Glow, jež jsem také použil v globálním módu. Dále jsem na odlesky vody aplikoval highlights – čočkové efekty. Jedná se o známý efekt, ke kterému dochází lomem o filtr fotoaparátu. Highlights a glow tvoří efekt fotografického filtru, který celou scénu změkčuje. Lens Effects jsem použil na svítící hůl mnicha a lehce na prosvícené mraky v pozadí. Multi pass rendering je velmi důležitý kvůli následné kompozici a postprodukci. Pro rendering do zvláštních pass vrstev jsem si určil vrstvy obrazu (zejména postefekty, ambient occlusion, stíny, depht, dof, etc).

Rendering obrazu o rozlišení 5 396 x 5 065 px trval přesně 10 h 17 min 31 s (renderováno na počítači AMD X2 4200+ 1,5GB NvidiaQuadro FX540 Win 64-bit) Je vidět, že Cinema4D má opravdu rychlý render. Mnoho modelů bylo duplikováno přes instance.

Další technická data scény:

10. Postprodukce – kompozice

Čistý výstup z renderingu byl tedy jen polotovar. Jak jsem se již zmínil, pro postprodukci byly velmi důležité jednotlivé passy vrstev obrazu, které se každý zvlášť upravovaly a ladily tak, aby působily co nejlépe. Pro spojení passů a postprodukci jsem použil Photoshop.

První část postprodukce, kterou jsem se zabýval, bylo barevné ladění RGB passu scény. Pracoval jsem s 16bitovými daty, kvůli jemnějším přechodům barev. Zabýval jsem se vyvážením barev (stíny, střední tóny, světlé tóny), světlostí a kontrastem, saturací apod.

Po celkovém ladění RGB passu scény přišly na řadu další vrstvy obrazu.

Ambient Occlusion pass

Highlights pass

Lens Effects pass

Glow pass

DOF (front, back) pass

Všechny tyto pass vrstvy obrazu jsem spojil se scénou pomocí blending mods ve Photoshopu (multiply, screen, Overlay apod.). Intenzitu jsem nastavoval transparencí, kontrastem a světlostí pass vrstev.

DOF pass je hlavní nadřazenou vrstvou. Ve Photoshopu jsem DOF pass použil jako maskovací vrstvu pro duplikovaný obraz scény. Přes filtr gaussovského rozostření jsem rozostřil obraz a vytvořil hloubkové rozostření scény. Pomocí Dof back passu jsem tvořil také mlhu. Vrstvy jsem dával v tomto pořadí, tak, aby dof vše spojoval. Finální úpravy obrazu jsem prováděl přes duplikace a další spojení přes blending mods overlay či multiply.

Poslední část úpravy obrazu představovaly přechodový filtr a ztmavení rohů. Přechodový filtr se používá u fotografie. Fotoaparát má filtr, který je v horní části tmavší. V Photoshopu jsem tento efekt napodobil jednoduše poloprůhledným gradientem. Podobný efekt je ztmavení rohů a popředí scény. Pro ztmavení popředí scény jsem použil Pass dof front, který fungoval jako maska. Ztmavení rohů a přechodový filtr jsou dobré pro upozornění na vnitřní kompozici obrazu a odpoutání pohledu od rušivých detailů na krajích či v bezprostředním popředí.

Výsledný obraz

Zde můžete vidět znázorněni čtení kompozice.

Finální obraz je výsledkem počáteční ideje, s kterou jsem šel do tvorby této scény. Chtěl jsem dosáhnout opuštěné atmosféry bažiny, kterou má podpořit „toxická zeleno-modrá “. Kontrast tohoto barevného ladění má narušovat žlutá až medová, jež má do chladné atmosféry scény vnášet teplo a pozitivum. Zlatavou barvu až hnědou jsem také použil pro tematické propojení mnicha a mlýnu. Chtěl jsem tím vyjádřit propojení mezi těmito dvěma hlavními motivy. Mnich, který se vrací zpět do opuštěného domova. V pozadí se rozjasňuje nebe, což symbolizuje příslib lepších zítřků. Návrat světla …

Závěrem

A to je vše. Více ze samotné tvorby můžete vidět názorně ve videu. Doufám, že se vám popis tvorby „ROTL“ líbil a byl vám aspoň trochu užitečný.